CN105420445B - 一种冶炼粗晶粒钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冶炼粗晶粒钢的方法，其包括EAF炉初练、LF炉精炼和VD炉真空处理工序，其特征在于：所述EAF炉初练工序的出钢过程，随钢流加入高锰或硅锰合金、以及石灰；进入LF炉精炼工序，对钢液进行脱氧、脱硫，调整钢液的化学成分和温度；进入VD炉真空处理工序，微调合金成分并进行真空处理，调整温度，进入连铸或模铸工序浇注成粗晶粒锭坯。本方法操作简便，即能保证LF脱氧、脱硫、去夹杂物效果，还能保证钢中的[Al]≤0.005%，更重要的是钢中氧含量和硫含量低，夹杂物少，轧出的钢板符合探伤要求。

Description

一种冶炼粗晶粒钢的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金领域，尤其是一种冶炼粗晶粒钢的方法。
背景技术
粗晶粒钢属于镇静钢，钢的内部质量要求高。本质晶粒度是指钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向。在930±10℃保温3～8h后测定奥氏体晶粒，晶粒度为1～4级，则为本质粗晶粒钢；晶粒度为5～8级，则为本质细晶粒钢。晶粒钢在冶炼过程中，多用Al和或Si脱氧；其中用Al脱氧的钢，由于含有AlN颗粒，在一定温度下加热晶粒不易长大，称为细晶粒钢；用Si脱氧的钢，不含有能抑制晶粒长大的第二相颗粒，晶粒随着加热温度的升高而逐渐长大，称为粗晶粒钢。在实际生产过程中，如果只用Si脱氧，由于Si脱氧能力不够强，容易造成钢中残留的氧多、钢中氧化物夹杂多、钢板探伤不合格，不能满足使用要求而报废。为了减少钢中的氧化物夹杂，不得不使用脱氧能力更强的Al。如果控制不当，钢中含Al很容易超出0.005%，又不符合粗晶粒钢对晶粒度的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可有效地控制钢中Al含量的冶炼粗晶粒钢的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括EAF炉初练、LF炉精炼和VD炉真空处理工序，其特征在于：所述EAF炉初练工序的出钢过程，随钢流加入高锰或硅锰合金、以及石灰；进入LF炉精炼工序，对钢液进行脱氧、脱硫，调整钢液的化学成分和温度；进入VD炉真空处理工序，微调合金成分并进行真空处理，调整温度，进入连铸或模铸工序浇注成粗晶粒锭坯。
本发明所述LF炉精炼工序，钢液进入LF炉，吹氩搅拌过程喂入Al线0.8kg/t～1.2kg/t钢；然后用电石脱氧；取样分析化学成分，调整除硅、铝以外的其它合金成分；若炉渣变成黄白色，加入硅铁粉和/或电石脱氧，以维持白渣；若炉渣未变成黄白色，且Al含量≤0.010%，则喂入Al线0.1kg～0.3kg/t钢；温度升至1620℃～1650℃，大吹氩搅拌3～5分钟，取样分析，若Al含量≥0.005%，继续搅拌；若AL含量＜0.005%，不再搅拌。
所述LF炉精炼工序，炉渣变成黄白色且硅含量距钢种要求上限≤0.17%，只加入电石脱氧；硅含量距钢种要求上限＞0.17%，加入硅铁粉和电石脱氧。扒渣时硅含量距钢种要求上限0.15%～0.20%。
所述LF炉精炼工序中，脱氧后温度升至1580℃～1600℃，搅拌1～2分钟后取样分析化学成分。
本发明所述VD炉真空处理工序，加入含钙量24%以上的硅钙合金1.0～1.5kg/t。所述VD炉真空处理工序，钢液进入VD炉，加入石灰1～2kg/t，微调除Al和Si以外的合金成分；真空度66.7Pa以下处理20分钟及以上。
本发明所述EAF炉初练工序，出钢量20%～50%之间加入高锰或硅锰合金、以及石灰；高锰或硅锰合金根据钢种不同，加入量为5～10kg/t钢，石灰加入量为3kg～5kg/t钢。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过LF开始喂入适量的脱氧能力较强的Al线快速沉淀脱氧，将钢水中大部分的氧和炉渣中小部分的氧脱掉；再通过脱氧能力一般的硅铁粉和电石扩散脱氧脱掉炉渣中剩余氧的大部分。通过钢中Al含量和炉渣的颜色判断脱氧程度；如果脱氧不良，还需补喂Al线补加硅铁粉和电石脱氧。温度升至1620℃～1650℃后，炉渣流动性好，吸附夹杂能力强；大吹氩搅拌均匀成分的同时，钢中氧化物、硫化物等夹杂上浮被吸附到炉渣中。若钢中还有少量多余的Al时（即Al含量≥0.005%时），延长吹氩搅拌时间，炉渣中残余的氧就会将钢中多余的Al氧化（即Al含量≥0.005%的部分）并被炉渣吸附，达到钢中Al含量＜0.005%的目的。通过控制LF精炼硅含量距钢种要求上限0.15%～0.20%，以便在VD炉真空处理前不再加含Al脱氧剂而只加入强脱氧剂硅钙合金，进一步对钢水脱氧，改变夹杂物的形状，而不至于硅含量超标（加入的硅钙合金使钢中的硅增加0.05%～0.10%），保证钢中的Al含量≤0.005%。
本方法操作简便，即能保证LF脱氧、脱硫、去夹杂物效果，还能保证钢中的[Al]≤0.005%，更重要的是钢中氧含量和硫含量低，夹杂物少，轧出的钢板符合探伤要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
本冶炼粗晶粒钢的方法采用下述工艺步骤：（1）EAF炉初练工序：在EAF初练电炉冶炼出钢过程，随钢流加入高锰或硅锰合金、造渣材料石灰，出钢20%～50%之间加入。高锰或硅锰合金加入量：视钢种不同，加入5～10kg/t钢；石灰加入量：3kg/t～5kg/t钢。
（2）LF炉精炼工序：A、钢液进入LF炉，吹氩搅拌过程喂入Al线0.8kg/t～1.2kg/t钢；然后开始送电升温，加入石灰、萤石造渣，用电石脱氧。石灰用量：6kg/t～8kg/t钢，萤石用量视渣况稀稠：1kg/t～2kg/t钢。温度升至1580℃～1600℃切电，增大氩气流量搅拌1～2分钟后取样分析。
B、根据上述取样的化学成分，调整除硅、铝以外相关合金成分至中下限；若炉渣变成黄白色，Al含量≥0.010wt%，不再喂入Al线，只加入少量硅铁粉和/或电石至炉内，维持白渣；若炉渣未变成黄白色，而且Al含量≤0.010wt%，则喂入Al线0.1kg/t～0.3kg/t钢。
C、上述炉渣变成黄白色且硅含量距钢种要求上限≤0.17%，只加入电石脱氧；硅含量距钢种要求上限＞0.17%，加入硅铁粉和电石脱氧；这样即可控制下述扒渣时硅含量距钢种要求上限0.15%～0.20%。留下硅成分的余量目的是在VD处理前可加入强脱氧剂硅钙合金对钢水强化脱氧，提高钢水的纯净度。
D、温度升至1620℃～1650℃，大吹氩搅拌3～5分钟，取样分析，若Al含量≥0.005wt%，继续搅拌；若Al含量＜0.005wt%，不再搅拌，送电升温，调整钢水温度到需要的温度，吊包扒渣，扒去渣量的40%～70%。
（3）VD炉真空处理工序：钢液进入VD炉，微调除Al和Si以外的合金成分至中限，不加Al或含铝合金。加入石灰1～2kg/t，加入含钙量24%以上的硅钙合金1.0～1.5kg/t钢；在真空度66.7Pa以下处理20分钟及以上。
（4）钢液经VD处理后，将温度调整到浇注需要的范围，吊包浇注；进入连铸或模铸工序浇注成钢中Al含量≤0.005%粗晶粒锭坯。
实施例1－7：本冶炼粗晶粒钢的方法的具体工艺以及产品（成品）的Al、Si含量见表1。
表1：实施例的工艺参数及Al、Si含量
某钢铁公司采用上述冶炼粗晶粒钢的方法生产了80炉成品要求Al≤0.005wt%的粗晶粒钢，钢种有SA515Gr65和SA515Gr70，全部钢的成品Al含量在0.002%～0.005%之间，轧出的钢板探伤合格率100%。

Claims (6)

1.一种冶炼粗晶粒钢的方法，其包括EAF炉初练、LF炉精炼和VD炉真空处理工序，其特征在于：所述EAF炉初练工序的出钢过程，随钢流加入高锰或硅锰合金、以及石灰；进入LF炉精炼工序，对钢液进行脱氧、脱硫，调整钢液的化学成分和温度；进入VD炉真空处理工序，微调合金成分并进行真空处理，调整温度，进入连铸或模铸工序浇注成粗晶粒锭坯；所述LF炉精炼工序，钢液进入LF炉，吹氩搅拌过程喂入Al线0.8kg/t～1.2kg/t钢；然后用电石脱氧；取样分析化学成分，调整除硅、铝以外的其它合金成分；若炉渣变成黄白色，加入硅铁粉和/或电石脱氧，以维持白渣；若炉渣未变成黄白色，且Al含量≤0.010%，则喂入Al线0.1kg～0.3kg/t钢；温度升至1620℃～1650℃，大吹氩搅拌3～5分钟，取样分析，若Al含量≥0.005%，继续搅拌；若AL含量＜0.005%，不再搅拌。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼粗晶粒钢的方法，其特征在于：所述LF炉精炼工序，炉渣变成黄白色且硅含量距钢种要求上限≤0.17%，只加入电石脱氧；硅含量距钢种要求上限＞0.17%，加入硅铁粉和电石脱氧，扒渣时硅含量距钢种要求上限0.15%～0.20%。
3.根据权利要求1所述的一种冶炼粗晶粒钢的方法，其特征在于：所述LF炉精炼工序中，脱氧后温度升至1580℃～1600℃，搅拌1～2分钟后取样分析化学成分。
4.根据权利要求1所述的一种冶炼粗晶粒钢的方法，其特征在于：所述VD炉真空处理工序，加入含钙量24%以上的硅钙合金1.0～1.5kg/t。
5.根据权利要求4所述的一种冶炼粗晶粒钢的方法，其特征在于：所述VD炉真空处理工序，钢液进入VD炉，加入石灰1～2kg/t，微调除Al和Si以外的合金成分；真空度66.7Pa以下处理20分钟及以上。
6.根据权利要求1－5任意一项所述的一种冶炼粗晶粒钢的方法，其特征在于：所述EAF炉初练工序，出钢量20%～50%之间加入高锰或硅锰合金、以及石灰；高锰或硅锰合金根据钢种不同，加入量为5～10kg/t钢，石灰加入量为3kg～5kg/t钢。
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